Адрес для переписки: Гламаздин Павел Михайлович — Киевский национальный университет строительства и архитектуры просп. Воздухофлотский, 31, 03680, г. Киев-037, Республика Украина Тел.: +380 44 241-55-80 knuba@knuba.edu.ua
Address for correspondence: Glamazdin Pavel M. —Kiev National University of Construction and Architecture 31 Povitroflotsky Ave., 03680, Kiev-037, Republic of Ukraine Tel.: +380 44 241-55-80 knuba@knuba.edu.ua
Для котлов серий ПТВМ и КВГМ характерны высокие значения выбросов NOx и CO в продуктах сгорания. Снижение содержания NOx и CO возможно двумя путями: устройством на выходе из котлов конденсационных теплоутилизаторов и совершенствованием процессов тепломассопереноса в топках котлов. Применение теплоутилизаторов порождает проблемы с загрязнением образующегося конденсата слабо концентрированными кислотами. Авторы провели исследования с целью выяснения эффективности примененных ранее методов подавления выбросов оксидов азота на указанных типах котлов. На всех модернизированных объектах использовался прием выравнивания температурного поля и соответственно интенсификации теплообмена в топке путем замены горелок на более совершенные, конструкция которых позволяет снижать эмиссию оксидов азота. Проведенные исследования показали, что снижение уровня эмиссии NOx в водогрейных котлах большой мощности вполне возможно путем их модернизации. Разработан проект модернизации котла ПТВМ-30, который реализован в крупной котельной в г. Винница (Украина). Проект включал несколько технических решений. Шесть горелок заменены на две, расположенные в поду, также демонтирован подовый экран. При этом уменьшение общей площади поверхностей нагрева за счет исключения подового экрана компенсировалось за счет заполнения мест расположения шести амбразур штатных горелок на боковых экранах выпрямленными экранными трубами. Установка горелок отдельно от экранов позволила исключить передачу вибрации на экранные трубы и через них на обмуровку котла. Автоматика предусматривала «связанное регулирование». Тягодутьевые машины оснащены частотными регуляторами. Во время пусконаладочных работ на котле проведены исследования, связанные с выявлением зависимости уровня эмиссии от формы температурного поля в топке, в частности от интенсивности крутки газовоздушной смеси на выходе из горелок. Исследованы два крайних случая – при максимально достижимой на горелке крутки 45° и без крутки. В результате экспериментов отмечено, что при уменьшении крутки уровень эмиссии оксидов азота снижается. Определены методы дальнейшего снижения выбросов оксидов азота: устройство системы рециркуляции дымовых газов путем их подмешивания в дутьевой воздух; ведение процесса при пониженных избытках воздуха с контролируемым химическим недожогом, когда полное окисление углерода до СО2 заканчивается вне топки на начальном участке конвективной части; увлажнение дутьевого воздуха в количестве 1,5–2,0 % от номинальной производительности котла.
Boilers of KVGM and PTVM series are characterized by high values of NOx and CO content in the combustion products. Reduction of NOx and CO content can be achieved by two ways: by installing the condensing heat recovery unit at the boiler outlet and by improving the heat and mass transfer processes in boiler furnaces. Application of the condensing heat recovery units causes pollution of resulting condensate by low-concentration acids. The authors conducted a study in order to determine the effectiveness of the previously applied methods of suppressing the emission of nitrogen oxides in the boilers of these types. Equalization of the temperature field and, consequently, enhancement of heat transfer in the furnace by substitution the used burners by the more advanced ones, the design of which facilitates reduction the emission of nitrogen oxides, were applied to all the upgraded facilities. The studies fulfilled demonstrate that a reduction of NOx emissions in water-heating high power boilers is fairly possible by means of modernization of the latter. The authors have developed the project of the PTVM-30 boiler modernization, which was implemented at a large boiler plant in the city of Vinnitsa (Ukraine). The project included a number of technical solutions. Six burners were replaced by the two ones that were located in the hearth; also the hearth screen was dismantled. At the same time, reducing the total surface area of the heating caused by the exclusion of hearth screen was compensated by filling the locations of the six embrasures of staff burners on the side screens with straightened furnace tubes. Installing the burners separate from the screen made it possible to eliminate the transfer of vibration to the furnace tubes, and – via them – to the boilers setting. Automation provided “associated regulations”. Draught machines were equipped with frequency regulators. During commissioning of the boiler the studies were carried out that related to the identification of dependency of the emission level on the shape of the temperature field in the furnace, in particular, – on the intensity of twist of gas-air mixture at the exit from the burner. We studied two extreme cases, i.e. the case of the maximum achievable level of burner twist that is equal to 45° and the case of no twist. As a result of experiments, it was observed that if a decrease of the twist rate takes place the emission of nitrogen oxides is reduced. The methods of further reduction of emissions of nitrogen oxides have been determined, viz. the device recirculation of flue gases by mixing them in a blast air; conducting the process at low excess of air with controlled chemical underburning when complete oxidation of carbon to CO2 accomplishes outside the furnace at the initial section of the convection part; hydration of blowing air into the humidification amount of 1.5–2.0 % of the nominal output of the boiler.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.